EP0791129B1

EP0791129B1 - Piston pump

Info

Publication number: EP0791129B1
Application number: EP95939324A
Authority: EP
Inventors: Michel Chatelain
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-11-07
Filing date: 1995-11-06
Publication date: 1998-09-02
Anticipated expiration: 2015-11-06
Also published as: CN1171833A; US6109894A; FR2726606B1; DE69504531D1; WO1996014496A1; EP0791129A1; FR2726606A1

Description

Domaine TechniqueTechnical area

La présente invention concerne une pompe à pistons destinée à alimenter deux circuits liquides indépendants, notamment le circuit d'injection de carburant et le circuit de lubrification d'un moteur à combustion interne. Une pompe selon l'état de la technique le plus proche est connue du US-A-2 980 023. Il s'agit plus particulièrement d'une pompe à arbre traversant.The present invention relates to a piston pump intended for supply two independent liquid circuits, in particular the circuit injection system and the lubrication system of a internal combustion. A pump according to the closest prior art is known from US-A-2 980 023. It is more particularly a shaft pump crossing.

Technique antérieurePrior art

Les fonctions d'injection et de lubrification sont assurées de manière conventionnelle par deux dispositifs distincts.The injection and lubrication functions are provided in such a way conventional by two separate devices.

En ce qui concerne la lubrification, elle est assurée sur les moteurs au moyen d'une pompe à huile, laquelle pompe est entraínée directement ou au moyen de pignons par le mouvement de rotation du vilebrequin.Regarding lubrication, it is provided on engines at by means of an oil pump, which pump is driven directly or by means of pinions by the rotational movement of the crankshaft.

D'autre part, l'alimentation en combustible de chaque cylindre, ou injection, est assurée par une pompe dite "à injection". Sur les moteurs de conception traditionnelle, cette pompe comporte une pluralité de pistons entraínés par un arbre à cames et rappelés par des ressorts. Le rappel par ressorts limite notoirement la vitesse maximale de la pompe, absorbe beaucoup de puissance, fait beaucoup de bruit et d'échauffement.On the other hand, the fuel supply of each cylinder, or injection, is provided by a so-called "injection" pump. On the engines of traditional design, this pump has a plurality of pistons driven by a camshaft and returned by springs. The recall by springs notoriously limit the maximum speed of the pump, absorbs a lot of power, a lot of noise and heating.

En résumé, de manière connue, l'injection et la lubrification sont assurées par deux organes distincts, ce qui augmente le coût total, et surtout en limite l'accessibilité.In summary, in a known manner, injection and lubrication are provided by two separate bodies, which increases the total cost, and especially limits accessibility.

L'invention pallie ces inconvénients. The invention overcomes these drawbacks.

Description de l'InventionDescription of the Invention

L'invention se propose de fournir une pompe assurant conjointement les fonctions de pompe à huile pour la lubrification d'un moteur et de pompe à injection pour l'alimentation en carburant du même moteur.The invention proposes to provide a pump ensuring jointly the oil pump functions for the lubrication of a engine and injection pump for the fuel supply of the same engine.

L'invention concerne un dispositif constitué de deux pompes à pistons destinées à alimenter deux circuits liquides indépendants, notamment le circuit d'injection de carburant et le circuit d'huile pour moteurs à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend :

un seul carter dans lequel sont fixés les corps de pompes ;
un seul arbre d'entraínement à excentriques pour commander les deux pompes ;
un ensemble de pistons de pompe à huile, chaque piston de pompe à huile coopérant avec l'excentrique pour le mouvement en l'éloignant de l'arbre, et dont le rappel est assuré par un ressort ;
un ensemble de pistons de pompe à injection dont le mouvement est perpendiculaire au mouvement des pistons de pompe à huile, chaque piston de pompe à injection coopérant pour la poussée et le rappel avec un excentrique au moyen d'un demi-anneau dont l'ouverture est dirigée vers le piston de pompe à huile correspondant, et les extrémités dudit demi-anneau comportant respectivement un guide de piston et une tige de piston, la tige et le guide étant placés dans le prolongement l'un de l'autre, chaque tige de piston coulissant dans un cylindre comportant une lumière qui définit le début d'injection avec une extrémité de la tige en forme de rampe inclinée et la fin d'injection avec un trou ménagé sur la tige.

The invention relates to a device consisting of two piston pumps intended to supply two independent liquid circuits, in particular the fuel injection circuit and the oil circuit for internal combustion engines, characterized in that it comprises:

a single casing in which the pump bodies are fixed;
a single eccentric drive shaft to control the two pumps;
a set of oil pump pistons, each oil pump piston cooperating with the eccentric for movement away from the shaft, and the return of which is ensured by a spring;
a set of injection pump pistons whose movement is perpendicular to the movement of the oil pump pistons, each injection pump piston cooperating in pushing and returning with an eccentric by means of a half-ring whose opening is directed towards the corresponding oil pump piston, and the ends of said half-ring respectively comprising a piston guide and a piston rod, the rod and the guide being placed in the extension of each other, each rod piston sliding in a cylinder comprising a light which defines the start of injection with one end of the rod in the form of an inclined ramp and the end of injection with a hole made on the rod.

Avantageusement, en pratique :

il comprend également une culasse d'injection monobloc reliant tous les cylindres par blocage sur le carter monobloc;
chaque cylindre est mobile à l'intérieur d'un cache-cylindre dont la position par rapport au cylindre est réglée par une vis ;
la culasse d'injection monobloc comporte en regard du cylindre une chambre de compression recevant le clapetet son ressort, et débouchant sur le départ de deux injecteurs ;
la commande de variation du débit de la pompe à injection est obtenue par rotation des pistons sur leur axe, laquelle rotation est commandée depuis le dos des demi-anneaux sur lesquels deux bras usinés avec une gorge reçoivent une aiguille soudée parallèle à l'axe du piston, et apte à coopérer avec une crémaillère disposée parallèlement à l'arbre à excentriques ;
le carter comprend un couvercle fixé sur le reste du carter et qui comporte une glissière et une lumière apte à laisser passer le doigt de la crémaillère vers le régulateur ;
le doigt de la crémaillère est commandé par un régulateur de vitesse fixé sur le couvercle du carter;
la rampe inclinée de la tige, le trou ménagé sur la tige, et la lumière du cylindre, sont disposés de telle manière que l'injection se fait de part et d'autre de la mi-course du piston, lorsque sa vitesse linéaire est la plus grande ;
une des extrémités de l'arbre excentrique peut être connectée directement au vilebrequin, tandis que l'autre extrémité peut recevoir une poulie pour entraíner un équipement supplémentaire tel que pompe à eau ou alternateur.

Advantageously, in practice:

it also includes a one-piece injection cylinder head connecting all the cylinders by blocking on the one-piece casing;
each cylinder is movable inside a cylinder cover whose position relative to the cylinder is adjusted by a screw;
the one-piece injection cylinder head comprises, opposite the cylinder, a compression chamber receiving the valve and its spring, and leading to the departure of two injectors;
the control of variation of the flow rate of the injection pump is obtained by rotation of the pistons on their axis, which rotation is controlled from the back of the half-rings on which two arms machined with a groove receive a welded needle parallel to the axis of the piston, and able to cooperate with a rack arranged parallel to the eccentric shaft;
the casing comprises a cover fixed to the rest of the casing and which comprises a slide and a light capable of letting the finger pass from the rack towards the regulator;
the rack finger is controlled by a speed regulator fixed on the housing cover;
the inclined ramp of the rod, the hole made on the rod, and the lumen of the cylinder, are arranged in such a way that the injection takes place on either side of the mid-stroke of the piston, when its linear speed is the biggest ;
one end of the eccentric shaft can be connected directly to the crankshaft, while the other end can receive a pulley to drive additional equipment such as water pump or alternator.

Le corps de pompe à huile et les corps de pompe à injection sont disposés perpendiculairement les uns par rapport aux autres sur l'extérieur d'un même carter rempli de carburant qui sert de logement à l'arbre à excentriques qui les commande ensemble et avec les mêmes excentriques. Le rappel des pistons de pompe à huile s'effectue avec des ressorts de compression alors que l'entraínement des pistons de pompe à injection est du type desmodromique au moyen d'un demi-anneau terminé à ses extrémités par deux éléments de portées internes, planes, perpendiculaires au mouvement du piston et destinées à être en contact avec l'excentrique. A chaque portée interne correspond une tige : pour un côté, c'est le piston de pompe et pour l'autre, c'est un guide qui assure un parfait guidage de l'ensemble monobloc constitué par le demi-anneau et les deux tiges.The oil pump body and the injection pump body are arranged perpendicular to each other on the outside of the same fuel-filled crankcase that serves as a housing for the eccentric shaft which controls them together and with the same eccentric. The oil pump pistons are returned with compression springs while driving the pump pistons to injection is of the desmodromic type by means of a half-ring terminated at its ends by two internal, flat bearing elements, perpendicular to the movement of the piston and intended to be in contact with the eccentric. To each internal bearing corresponds a rod: for a side, it is the pump piston and for the other, it is a guide which ensures a perfect guidance of the monobloc assembly constituted by the half-ring and the two rods.

Le carter qui reçoit tous les corps de pompe est en deux pièces : la première pièce constitue le corps du carter et elle sert de logement essentiellement à l'excentrique et aux demi-anneaux des pistons de pompe d'injection. Le montage des pistons d'injection se fait en biais depuis l'ouverture et la position des pistons est donnée par le logement des guides de piston d'injection dans le carter. A l'opposé, la position des cylindres d'injection sur le carter est donnée par le piston et à partir du guide. Le trou du carter autour du piston d'injection a un jeu très important pour faciliter le montage et pour laisser passer le retour de carburant non injecté en fin d'injection. Ce retour se fait entre le cylindre et le cache-cylindre et à travers des fentes en croix sous le cylindre vers le trou dans le carter autour du piston.The casing which receives all the pump bodies is in two parts: the first part constitutes the body of the housing and it serves as housing essentially to the eccentric and to the half-rings of the pistons of injection pump. The injection pistons are mounted at an angle since the opening and the position of the pistons is given by the housing injection piston guides in the housing. In contrast, the position of injection cylinders on the crankcase is given by the piston and from the guide. The hole in the housing around the injection piston has a very large clearance important to facilitate assembly and to allow the return of fuel not injected at the end of injection. This return takes place between the cylinder and the cylinder cover and through cross slots under the cylinder towards the hole in the housing around the piston.

Comme on vient de le voir, la position des cylindres sur le carter est donnée par les pistons à l'aide du guide monté avec très peu de jeu dans son logement au fond du carter. As we have just seen, the position of the cylinders on the casing is given by the pistons using the guide mounted with very little play in its housing at the bottom of the housing.

Les cache-cylindres sont rendus solidaires des cylindres par deux vis qui servent aussi à les faire légèrement tourner sur eux-mêmes quand la pompe est au réglage sur le banc d'essai, pour avoir un début d'injection angulairement identique sur tous les pistons. Ce réglage se fait avec la culasse légèrement débloquée pour libérer les cylindres qui sont étanches sans joint et les cache-cylindres qui sont étanches avec deux joints toriques. Un joint torique assure l'étanchéité avec le carter et l'autre avec la culasse. Au serrage, la culasse monobloc pour tous les cylindres, vient à bloc sur les cylindres et le carter, les joints toriques assurant une étanchéité souple avec les cache-cylindres.The cylinder covers are secured to the cylinders by two screws which are also used to make them turn slightly on themselves when the pump is set on the test bench, to have an injection start angularly identical on all pistons. This adjustment is made with the slightly unlocked cylinder head to release the cylinders which are tight without seal and the cylinder covers which are sealed with two seals toric. One O-ring seals with the housing and the other with the breech. When tightening, the monobloc cylinder head for all cylinders comes to block on the cylinders and the casing, the O-rings ensuring a flexible sealing with cylinder covers.

La culasse est une pièce de distribution commune à tous les cylindres d'injection. Cette disposition assure une meilleure rigidité et stabilité de l'ensemble. Dans cette culasse, à chaque piston correspond une chambre conique qui reçoit le clapet à bille avec son ressort de rappel. La bille a son siège directement dans le cylindre. Sur cette chambre conique, deux sorties sont usinées pour communiquer avec deux injecteurs non représentés qui vont alimenter à leur tour en carburant un cylindre moteur ou une chambre d'explosion. Cette disposition est remarquable et la distribution est égale en volume sur les deux injecteurs avec le même tarage de pression d'injection.The cylinder head is a distribution part common to all cylinders injection. This arrangement ensures better rigidity and stability of all. In this cylinder head, each piston corresponds to a chamber conical which receives the ball valve with its return spring. The ball has its seat directly in the cylinder. On this conical chamber, two exits are machined to communicate with two injectors not shown which will in turn supply fuel to an engine cylinder or a explosion chamber. This arrangement is remarkable and the distribution is equal in volume on the two injectors with the same calibration of injection pressure.

Le débit de la pompe à injection est variable pendant la marche du moteur. Cette variation de débit est obtenue par une rampe inclinée en tête de piston. Cette rampe inclinée obture un orifice sur le cylindre du piston. En faisant tourner le piston sur lui-même, on change la position de cette obturation et en conséquence, on injecte plus ou moins de carburant. The flow rate of the injection pump is variable while the engine. This variation in flow is obtained by an inclined ramp in piston head. This inclined ramp closes an orifice on the cylinder of the piston. By rotating the piston on itself, we change the position of this filling and as a result, more or less fuel.

Le volume de carburant injecté par une montée de piston est compris entre une fermeture, donnée par la rampe inclinée qui met le volume sous pression, et une ouverture qui met le volume en fuite et qui correspond à la fin d'injection. La fin d'injection est un point qui reste toujours fixe. Le début d'injection est un point qui varie avec la rampe inclinée ; plus la fermeture est avancée dans la montée du piston, plus le débit est grand, plus la fermeture est reculée dans la montée du piston, plus le débit est petit. Cette variation de débit est donnée par la rotation du piston sur son axe pour changer la position de la rampe inclinée par rapport à la lumière sur le cylindre de pompe.The volume of fuel injected by a piston rise is between a closure, given by the inclined ramp which puts the pressurized volume, and an opening that leaks volume and which corresponds to the end of injection. The end of injection is a point that remains always fixed. The start of injection is a point that varies with the boom tilted; the more the closure is advanced in the rise of the piston, the more the the greater the flow, the more the closure is moved back in the rise of the piston the smaller the flow. This variation in flow is given by the rotation of the piston on its axis to change the position of the inclined ramp by relative to the light on the pump cylinder.

Cette lumière commande par une extrémité le début d'injection et par l'autre extrémité la fin d'injection. La commande de rotation du piston de pompe sur son axe est obtenue par une aiguille qui est soudée sur le demi-anneau de chaque piston.This light controls by one end the start of injection and by the other end the end of injection. The rotation control of the pump piston on its axis is obtained by a needle which is welded on the half-ring of each piston.

Cette aiguille est parfaitement parallèle à distance constante de l'axe du piston. Cette aiguille engrène avec la crémaillère qui commande simultanément tous les pistons.This needle is perfectly parallel at constant distance from the axis piston. This needle meshes with the rack which controls simultaneously all the pistons.

Autrement dit, la course des pistons de la pompe à injection est fixe et la variation de débit est donnée en faisant varier sur la course du piston le point de début d'injection, comme c'est le cas sur beaucoup de pompes à injection.In other words, the piston stroke of the injection pump is fixed and the variation in flow is given by varying the stroke of the piston the injection start point, as is the case with many pumps injection.

La course des pistons de la pompe à huile est la même que celle des pistons de la pompe à injection, mais le débit est constant pour un régime donné. The stroke of the oil pump pistons is the same as that of the pistons of the injection pump, but the flow is constant for a speed given.

La variation de débit de pompe à injection se fait par un régulateur électronique qui permet d'éviter l'emballement du moteur. Le régulateur électronique qui est placé sur le côté de la pompe, commande à son tour la crémaillère qui à son tour commande la rotation des pistons pour faire varier le débit.Injection pump flow variation is done by a regulator electronic which prevents motor runaway. The regulator which is placed on the side of the pump, in turn controls the rack which in turn controls the rotation of the pistons to make vary the flow.

La deuxième partie du carter est formée par un couvercle qui sert de logement à la crémaillère. Cette disposition est remarquable parce que :

le logement de la crémaillère est très facile à usiner avec précision ;
le montage de la crémaillère dans son logement et sur les aiguilles qui font la liaison entre la crémaillère et les pistons, se fait très facilement en fermant le carter avec quelques vis de blocage des deux parties du carter.

The second part of the housing is formed by a cover which serves as a housing for the rack. This arrangement is remarkable because:

the rack housing is very easy to machine with precision;
mounting the rack in its housing and on the needles which make the connection between the rack and the pistons, is done very easily by closing the housing with a few locking screws of the two parts of the housing.

En déplaçant la crémaillère longitudinalement dans son logement, on fait tourner les pistons sur leur axe et on change la position de la rampe inclinée qui se trouve en tête de piston et par le fait qu'on modifie le débit. Dans son déplacement vers le haut, le trou intérieur du piston va déboucher sur la lumière et c'est la fin d'injection.By moving the rack longitudinally in its housing, we rotate the pistons on their axis and we change the position of the inclined ramp which is at the piston head and by the fact that it is modified the flow. In its upward movement, the inner hole of the piston will lead to the light and it is the end of injection.

A l'extérieur du couvercle du carter, se fixe un régulateur de vitesse électronique.On the outside of the housing cover, a speed regulator is fixed electronic.

Ce régulateur est placé derrière la crémaillère et ils sont reliés entre eux par un doigt qui fait partie de la crémaillère et qui vient se loger dans le régulateur.This regulator is placed behind the rack and they are connected between them by a finger which is part of the rack and which is housed in the regulator.

Le doigt de la crémaillère est perpendiculaire au dos de la crémaillère et il se situe au milieu du dos de la crémaillère. The rack finger is perpendicular to the back of the rack and it is located in the middle of the back of the rack.

Sur la face du carter opposée au régulateur et au regard des parties ouvertes des demi-anneaux de pistons de pompes d'injection, sont placés les corps de pompe à huile sans réglage de débit. Ils aspirent et refoulent sur toute la course de l'excentrique avec amortissement de la vitesse aux points morts haut et bas, ce qui permet un fonctionnement avec ressort de rappel même à grande vitesse. Les culasses pistons et cylindres de pompe à huile sont indépendants et le circuit est indépendant sur chaque cylindre. Le fonctionnement des pistons d'injection est remarquable parce que l'injection se produit avec l'utilisation d'une petite partie de la course.On the face of the casing opposite the regulator and facing the parts open half rings of injection pump pistons, are placed the oil pump bodies without flow adjustment. They suck and repress over the entire run of the eccentric with damping of the speed at top and bottom dead centers, which allows a spring operation of recall even at high speed. Piston and pump cylinder heads are independent and the circuit is independent on each cylinder. The operation of the injection pistons is remarkable because that the injection occurs with the use of a small part of the race.

Cette partie de course utilisée pour l'injection se situe de part et d'autre de la mi-course du piston d'injection dans la période où la vitesse linéaire est la plus grande. Le reste de la course provoque des fuites qui retournent au carter par la lumière et les encoches pratiquées sur le cylindre du piston de pompe d'injection. Le volume libre entre le cylindre et le cache cylindre participe aussi dans le circuit de retour du carburant vers le carter et c'est le rôle du cache cylindre.This part of the stroke used for the injection is located on both sides other than the mid-stroke of the injection piston in the period when the speed linear is the largest. The rest of the race causes leaks which return to the housing by the light and the notches made on the injection pump piston cylinder. The free volume between the cylinder and the cylinder cover also participates in the fuel return circuit towards the casing and it is the role of the cylinder cover.

Le dispositif d'injection proprement dit est du type à tiroir. La tête de piston est cylindrique et creuse. Le trou central met en relation la chambre de compression avec un trou radial qui débouche avec la course du piston dans une lumière sur le cylindre. Sur la tête du piston, il y a une rampe inclinée qui règle le début d'injection au regard de la même lumière sur le cylindre.The injection device itself is of the drawer type. The head of piston is cylindrical and hollow. The central hole connects the room compression with a radial hole which opens with the stroke of the piston in a light on the cylinder. On the piston head, there is a ramp inclined which regulates the start of injection with regard to the same light on the cylinder.

La fin d'injection est un point fixe et identique sur tous les cylindres et pistons. The end of injection is a fixed and identical point on all the cylinders and pistons.

Le début d'injection est un point mobile qui varie avec la position de la rampe inclinée en tête de piston. Quand le début d'injection avance et que la fin d'injection reste fixe, le débit augmente et inversement quand le début d'injection recule sur la course du piston, le débit diminue. A mesure que le débit augmente, l'avance à l'injection augmente aussi.The start of injection is a moving point which varies with the position of the ramp inclined at the piston head. When the start of injection advances and as the end of injection remains fixed, the flow rate increases and vice versa when the start of injection moves back on the piston stroke, the flow decreases. AT as the flow rate increases, the injection advance also increases.

Une fois la pompe réglée au banc, celle-ci peut se monter directement en bout de vilebrequin sur le moteur.Once the pump has been adjusted to the bench, it can be mounted directly at the end of the crankshaft on the engine.

Son entraínement est asuré par de petites cannelures qui permettent de positionner facilement le début d'injection sur chaque chambre de combustion avec l'avance à l'injection voulue. Ce réglage final est obtenu en faisant pivoter la pompe sur elle-même grâce aux lumières sur le carter, qui reçoivent les deux vis de blocage de la pompe. La finesse de ce réglage peut se faire en marche en débloquant légèrement les deux vis et en maintenant la pompe en fonctionnement à l'aide d'une tige filetée qui se visse sur le carter. Ce bras de levier sert à vaincre la force d'entraínement de la pompe afin de trouver avec le moteur en rotation le meilleur point d'injection avant de rebloquer les deux vis et de dévisser le levier.Its training is ensured by small grooves which allow to easily position the start of injection on each chamber of combustion with the desired injection advance. This final setting is obtained by rotating the pump on itself thanks to the lights on the housing, which receive the two pump locking screws. The finesse of this adjustment can be done on the fly by slightly unlocking the two screws and keeping the pump running with a threaded rod which screws onto the housing. This lever arm is used to overcome force pump drive in order to find with the motor in rotation the better injection point before relocking the two screws and unscrewing the lever.

Cette possibilité de réglage final est remarquable parce qu'il ne peut pas se pratiquer avec une pompe à injection classique sur laquelle la force dissipée pour son entraínement est environ quatre à cinq fois supérieure à la pompe suivant l'invention. This possibility of final adjustment is remarkable because it cannot not practiced with a conventional injection pump on which the force dissipated for its training is about four to five times greater at the pump according to the invention.

Brève description des figuresBrief description of the figures

La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit à l'appui des figures annexées.The manner in which the invention can be realized and the advantages which will emerge more clearly from the example of embodiment which follows using the attached figures.

La figure 1 est une vue en perspective de l'arbre à excentriques équipé de pistons de pompe à injection.Figure 1 is a perspective view of the eccentric shaft fitted with injection pump pistons.

La figure 2 est une vue latérale d'un piston de pompe à injection.Figure 2 is a side view of an injection pump piston.

La figure 3 est une vue de dessus de ce même piston.Figure 3 is a top view of the same piston.

La figure 4 est un détail agrandi de la tête de la tige du piston.Figure 4 is an enlarged detail of the head of the piston rod.

La figure 5 est une coupe générale selon un plan perpendiculaire à l'arbre à excentriques.Figure 5 is a general section along a plane perpendicular to the eccentric shaft.

Manière de réaliser l'InventionWay of carrying out the Invention

L'invention, telle que représentée sommairement à la figure 1, combine une pompe à huile et une pompe à injection utilisée notamment dans un moteur diesel, le nombre de pistons de cette pompe n'étant pas limité. The invention, as briefly shown in Figure 1, combines an oil pump and an injection pump used especially in a diesel engine, the number of pistons of this pump not being limited.

Cet ensemble comprend un arbre (10) traversant à excentriques, un ensemble de pistons (20) de pompe à huile de forme cylindrique avec clapets, et un ensemble de pistons (30) de pompe à injection se présentant sous la forme générale d'un demi-anneau (31), portant à ses extrémités une tige de piston (32) et un guide (33) coaxiaux. Cet ensemble est emprisonné dans un carter (15) non représenté sur la figure 1. Les pistons (20) de pompe à huile coulissent à l'intérieur de cylindres (21) de pompe à huile fixés par une culasse (22) non représentée sur cette figure. De même, les guides de pistons de pompe à injection coulissent à l'intérieur du même carter (15). Enfin, les tiges (32) de piston de pompe à injection coulissent, dans leur partie terminale, dans un cylindre (35) de piston entouré d'un cache-cylindre (36) et surmonté d'une culasse (37) d'injection non représentée.This set includes a through shaft (10) with eccentrics, a set of pistons (20) of oil pump of cylindrical shape with valves, and a set of pistons (30) of injection pump having in the general form of a half-ring (31), bearing at its ends a coaxial piston rod (32) and a guide (33). This set is trapped in a housing (15) not shown in Figure 1. The pistons (20) of oil pump slide inside cylinders (21) of oil pump oil fixed by a cylinder head (22) not shown in this figure. Likewise, the injection pump piston guides slide inside the same housing (15). Finally, the injection pump piston rods (32) slide, in their end part, in a piston cylinder (35) surrounded by a cylinder cover (36) and surmounted by a cylinder head (37) not shown.

Sur la figure 5, on repère mieux les différentes pièces à l'état assemblé. Sur cette coupe, on observe l'arbre (10) à excentriques (11), comportant tel que figuré (1) un excentrique (11). Sur un côté de cet excentrique, prend appui un piston (20) de pompe à huile d'une forme cylindrique creuse, représenté ici dans la position la plus proche de l'axe (12) de rotation. Ce piston peut coulisser à l'intérieur d'un cylindre de piston (21), l'envoi étant engendré par le mouvement de l'excentrique (11) et le rappel (sur cette figure maximum) est assuré par un ressort (23). La chambre de ce piston communique avec une culasse (22) équipée de clapets non représentée assurant le passage de l'huile selon les flèches référencées. In FIG. 5, the different parts are better identified in the state assembled. On this section, we observe the eccentric shaft (10) (11), comprising as shown (1) an eccentric (11). On one side of this eccentric, supports a piston (20) of oil pump of a form hollow cylindrical, shown here in the position closest to the axis (12) rotation. This piston can slide inside a cylinder of piston (21), the sending being generated by the movement of the eccentric (11) and the return (in this maximum figure) is ensured by a spring (23). The chamber of this piston communicates with a cylinder head (22) equipped with valves not shown ensuring the passage of the oil according to the arrows referenced.

Le piston (30) de pompe à injection se déplace selon une direction perpendiculaire au piston (20) de la pompe à huile. Ce piston (30) est composé de trois portions distinctes, à savoir une tige de piston (32), un demi-anneau (31) d'entraínement et de liaison, et un guide (33). La tige de piston (32) se déplace à l'intérieur d'un cylindre (35) de piston pour provoquer la compression d'une quantité de carburant et l'envoyer dans la culasse (37) et jusqu'à l'injecteur à travers un clapet (38) à bille.The injection pump piston (30) moves in one direction perpendicular to the piston (20) of the oil pump. This piston (30) is composed of three distinct portions, namely a piston rod (32), a half-ring (31) for driving and connecting, and a guide (33). The rod piston (32) moves inside a piston cylinder (35) to compress a quantity of fuel and send it to the cylinder head (37) and up to the injector through a ball valve (38).

Cette tige (32) de piston est percée d'un trou axial (40) raccordé dans l'axe du demi-anneau (31) par un trou radial (42) qui débouche sur le diamètre du piston et qui commande la fin d'injection quand il débouche sur la lumière (45) du cylindre.This piston rod (32) is pierced with an axial hole (40) connected in the axis of the half-ring (31) by a radial hole (42) which opens onto the diameter of the piston and which controls the end of injection when it opens on the light (45) of the cylinder.

Le cylindre (35) est entouré étanche par un cache cylindre (36). Ils sont rendus solidaires par une vis (46). Cette vis (46) sert à changer la position du cylindre au banc d'essai et culasse (37) débloquée pour obtenir angulairement le début d'injection identique sur tous les pistons pour une même position quelconque de la crémaillère. Le cache cylindre (36) sert à contenir les fuites de fin d'injection vers le carter selon la flèche F.The cylinder (35) is sealed with a cylinder cover (36). They are made integral by a screw (46). This screw (46) is used to change the cylinder position on the test bench and cylinder head (37) unlocked to obtain angularly the start of identical injection on all pistons to any one position of the rack. The cylinder cover (36) used to contain leaks at the end of injection towards the housing according to arrow F.

D'autre part, le guide (33) de piston est placé dans le prolongement de la tige (32) du piston de l'autre côté de l'arbre (10) à excentriques. Ce guide (33) est monté coulissant à l'intérieur du carter (15). Le guide (33) et la tige (32) sont reliés par un demi-anneau (31) dont la forme intérieure coopère avec l'excentrique (11). De la sorte, lorsque l'excentrique (11) tourne, la partie (13) la plus excentrée de l'axe (12) de rotation de l'arbre pousse tantôt la tige (32) pour assurer le mouvement de compression et l'envoi du piston, tantôt pousse le guide (32) pour assurer le rappel du piston. Cette forme avantageuse permet de s'affranchir de l'utilisation d'un ressort de rappel. On the other hand, the piston guide (33) is placed in the extension of the piston rod (32) on the other side of the eccentric shaft (10). This guide (33) is slidably mounted inside the casing (15). The guide (33) and the rod (32) are connected by a half-ring (31) whose internal shape cooperates with the eccentric (11). In this way, when the eccentric (11) rotates, the most eccentric part (13) of the shaft rotation axis (12) sometimes pushes the rod (32) to ensure the compression movement and sending the piston, sometimes pushes the guide (32) to ensure the recall of the piston. This advantageous form makes it possible to dispense with the use a return spring.

Le demi-anneau (31) porte en sa face extérieure (50) un axe parallèle (51) à l'axe du mouvement du piston et est écarté de la face externe (50) du demi-anneau (31) par deux bras (52,53). Cet axe (51) est destiné à être translaté par un creux (55) sur la crémaillère (56) entraíné par un régulateur (57) de vitesse. Ainsi, l'action de cette crémaillère (56) permet de faire pivoter le piston (30) autour de son axe de mouvement alternatif. Les différents pistons (30) placés tout au long de l'arbre (11) à excentriques, sont entraínés simultanément par ce régulateur (57) de vitesse et par la crémaillère (56).The half-ring (31) carries on its outer face (50) a parallel axis (51) to the axis of movement of the piston and is moved away from the external face (50) of the half-ring (31) by two arms (52,53). This axis (51) is intended to be translated by a hollow (55) on the rack (56) driven by a speed regulator (57). Thus, the action of this rack (56) allows to rotate the piston (30) about its axis of alternating movement. The different pistons (30) placed along the eccentric shaft (11), are driven simultaneously by this speed regulator (57) and by the rack (56).

Lors du fonctionnement, l'arbre (11) à excentriques tourne sur lui-même, entraínant un mouvement alternatif longitudinal du piston (20) de pompe à huile qui ainsi assure sa fonction. Dans le même temps, le piston (30) de pompe à injection décrit lui aussi un mouvement alternatif longitudinal qui lui permet de créer la compression du carburant au niveau de la chambre de compression qui se trouve sous le clapet à bille placé sur le cylindre (35).During operation, the eccentric shaft (11) rotates on itself, causing a longitudinal reciprocating movement of the piston (20) oil pump which thus ensures its function. At the same time, the injection pump piston (30) also describes reciprocating motion longitudinal which allows it to create fuel compression at level of the compression chamber which is under the ball valve placed on the cylinder (35).

En partant de la position la plus retirée du piston (30), le mouvement suit les phases suivantes.Starting from the most withdrawn position of the piston (30), the movement follows the following phases.

Tout d'abord, la tête (41) de la tige (32) du piston est en regard de la lumière (45) située sur le cylindre (35) de piston. Ainsi, tout le carter, l'espace compris entre le cache-cylindre (36) et le cylindre (35), la lumière (45) de cylindre et l'intérieur (40) de la tige du piston, sont en communication, donc à une pression basse.First, the head (41) of the piston rod (32) is opposite the light (45) located on the piston cylinder (35). So the whole housing, the space between the cylinder cover (36) and the cylinder (35), the light (45) of the cylinder and the interior (40) of the piston rod, are in communication, so at low pressure.

Ensuite, la tige (32) de piston commence son mouvement à l'intérieur du cylindre (35) et la tête (41) de la tige quitte la lumière (45) du cylindre (35) de piston. A partir de ce moment, le carburant emprisonné à l'intérieur (40) de la tige de piston et en deça du clapet (38), est comprimé. Then the piston rod (32) begins to move the inside of the cylinder (35) and the head (41) of the rod leaves the light (45) of the piston cylinder (35). From that moment, the fuel trapped in the interior (40) of the piston rod and below the valve (38) is compressed.

Ensuite, le mouvement du piston (30) se continuant dans le même sens, le trou (42) situé sur la tige (32) du piston arrive en regard de la lumière (45) du cylindre (35). A ce moment, la chambre (40) de compression se retrouve en communication avec le carter (15) et la pression retombe.Then, the movement of the piston (30) continuing in the same direction, the hole (42) located on the rod (32) of the piston arrives opposite the light (45) of the cylinder (35). At this time, the chamber (40) of compression is found in communication with the casing (15) and the pressure drops.

Le réglage du débit se fait par rotation de la tige (32) de piston à l'intérieur du cylindre (35). Cette rotation est obtenue par l'action de la crémaillère (56) sur le demi-anneau (31) qui entraíne le pivotement. A cet effet, une rampe inclinée (47) est disposée à la tête (41) de la tige (32) de piston. En fonction de l'angle du piston (30) par rapport au cylindre (35), et donc à la lumière (45), l'instant de mise en regard de la rampe (47) et de la lumière (45) sera variable. Ceci permet de régler le débit et l'avance à l'injection.The flow rate is adjusted by rotating the piston rod (32) to inside the cylinder (35). This rotation is obtained by the action of the rack (56) on the half-ring (31) which causes the pivoting. In this Indeed, an inclined ramp (47) is disposed at the head (41) of the rod (32) of piston. Depending on the angle of the piston (30) relative to the cylinder (35), and therefore in light (45), the instant of facing the ramp (47) and the light (45) will be variable. This allows the flow and advance to be adjusted injection.

Les multiples avantages de l'invention ressortent clairement de la description qui précède. Tout d'abord, cet ensemble permet d'avoir deux pompes avec un seul entraínement, ce qui diminue la masse et le coût d'une telle réalisation. De plus, une telle pompe n'utilisant pas de ressorts de rappel pour sa fonction d'injection, permet d'avoir des vitesses de rotation nettement supérieures à toutes les pompes existant actuellement, avec moins de bruit, moins d'échauffement et moins de puissance dissipée.The multiple advantages of the invention emerge clearly from the description above. First of all, this set allows to have two pumps with only one drive, which reduces mass and cost of such an achievement. In addition, such a pump not using return springs for its injection function, allows speeds significantly higher than all existing pumps currently, with less noise, less heating and less dissipated power.

En outre, l'utilisation d'un arbre traversant permet d'utiliser une extrémité de cet arbre pour entraíner d'autres organes.In addition, the use of a through shaft allows the use of a end of this tree to drive other organs.

Claims

Apparatus consisting of two piston pumps feeding two independent fluid circuits, notably the fuel injection circuit and the oil injection circuit for internal combustion engines, characterised in that it comprises :

a single case (15) wherein the pump bodies are secured ;

a single drive shaft (10) with eccentrics (11) to control the two pumps ;

a set of pistons (20) for an oil injection pump each piston (20) of the oil injection pump co-acting with the eccentric to be remoted from the shaft (10) and being returned by a spring (23) ;

a set of pistons (30)for an injection pump, having a movement perpendicular to the movement of pistons (20) of the oil injection pump, each piston (30) of the injection pump co-acting , for the thrust and return operations, with an eccentric (11) through a half-ring (31) of which the opening is directed toward the corresponding piston (20) of the oil injection pump , the ends of said ring (31) comprising respectively a piston guide (33) and a piston rod (32), the rod and the guide being placed as an extension of each other, each piston rod (32) sliding within a cylinder (35) comprising a port (45) which defines the start of the injection cycle with an end of the rod (32) shaped as an inclined ramp (47), and the end of the injection cycle with a hole (42) provided on the rod (32).
Apparatus according to claim 1, characterized in that it also comprises a monobloc injection cylinder head (37) which simultaneously connects all the cylinders (35) by bloking on the monobloc case (15).
Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that each cylinder (35) is movable within a cylinder cover (36), the position of which with relation to the cylinder (35) is regulated by a screw (46).
Apparatus according to one of claims 1 to 3, characterized in that the monobloc injection cylinder head (37) comprises, facing the cylinder (35) , a compression chamber (27) receiving the valve (38) and its spring (39), and opening at the starting point (28) of the two injectors.
Apparatus according to one of claims 1 to 4, characterized in that the variation of the injection pump output is controlled by a rotation of the pistons (30)about their axel, said rotation being controlled from the back of the half-rings (31) on which two arms (52,53) fitted with a groove receive a welded needle (51) parallel to the piston axle, and able to co-act with a rack (55) disposed parallel to the eccentric shaft (11).
Apparatus according to one of claims 1 to 5, characterized in that the case (15) comprises a cover (16) secured on the rest of case (15) and which comprises a slide bar for the rack and a port able to allow passage of the rack finger (55).
Apparatus according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rack finger is controlled by a speed regulator (57) secured to the cover (16) of case (15).
Apparatus according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inclined ramp (47) of the rod, the hole (42) provided on the rod (32), and the port (45) of cylinder (35) , are disposed in such a manner that the injection is performed on both sides of the half stroke of piston (30), when its linear speed is the highest.
Apparatus according to one of claims 1 to 8, characterized in that one of the ends of the eccentric shaft (10) can be directly connected to the crank shaft, while its other end can receive a poulley to drive a further equipment such as a water pump or an alternator.